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Operational Amplifiers (ING015)

Os amplificadores operacionais estão presentes numa grande quantidade de circuitos práticos. O projetista deve usá-los com freqüência e mais do que isso, o profissional de manutenção precisa saber como interpretar suas folhas de especificações que, normalmente estão em inglês. Diversos termos técnicos próprios dos amplificadores operacionais, muitos dos quais mantidos nas formas originais, fazem parte do jargão dos profissionais que usam estes componentes. É justamente deles que estaremos tratando neste artigo.

Os amplificadores operacionais ou operational amplifiers podem ser encontrados numa infinidade de aplicações, com tipos e tecnologias as mais diversas. Não seria exagero dizer que existem centenas de milhares de tipos de amplificadores operacionais muitos dos quais projetados para aplicações muito especiais.
Os profissionais da eletrônica estão constantemente diante de seus circuitos e isso leva à necessidade de consultar literatura técnica normalmente em inglês, principalmente se for obtida na Internet.
Quais são os principais termos técnicos associados aos amplificadores operacionais? Quais são os termos que fazem parte do dia a dia do profissional na sua forma original em inglês? Qual o significado de tais termos?
Nosso ponto de partida para explicar tudo isso é o texto tirado do livro Sourcebook for Electronics Calculations, Formulas, and Tables de Newton C. Braga, publicado nos Estados Unidos pela Prompt em 1999. O texto está na pg 245.

 

 


“Although operational amplifiers were originally used to perform mathematical operations on electrical analog systems or either physical phenomena, their applications are limited only by the imagination and technical acumen of the designer.”

Vocabulário:
Although – apesar
Perform – realizar
analog systems – sistemas analógicos
physical phenomena – fenômenos físicos
acumen – perpiscácia, sagacidade
designer - projetista

Podemos então fazer a seguinte tradução do texto tomado como exemplo:

“Apesar dos amplificadores operacionais terem sido originalmente usados para realizar operações elétricas em sistemas analógicos ou mesmo fenômenos físicos, suas aplicações são limitadas apenas pela imaginação e perspicácia técnica do projetista.”
Os amplificadores operacionais podem ser usados em diversas configurações e para cada uma delas existem termos técnicos associados.

a) Inverting Op Amp
Nesta configuração a polaridade do sinal de saída é oposta ao sinal de entrada. Em inglês podemos dizer “the polarity of the output signal is opposite the input signal”. Trata-se portanto de um amplificador inversor (inverting). Observe o uso de Op Amp para designar amplificadores operacionais. Em alguns manuais podemos também encontrar a abreviação O.A..

b) Noninverting Op Amp
Temos neste caso um amplificador não inversor onde a polaridade do sinal de saída é a mesma do sinal de entrada.


c) Voltage Follower
Voltage Follower significa Seguidor de Tensão ou tecnicamente um amplificador que tem ganho unitário. No caso de um amplificador operacional a impedância de entrada é muito alta e a impedância de saída muito baixa, obtendo-se com isso, ganho de potência.

Observe que “follow” significa seguir (follow, follows, following, followed).

d) Summing Op Amp
Summing significa somador (de sum, sums, summing, summed). Um amplificador somador fornece em sua saída uma tensão que é a soma das tensões de entrada.

e) Subtraction Op Amp
Este termo é usado para indicar o amplificador na configuração que faz a operação de subtração de sinais. O sinal de saída é a diferença entre os sinais de entrada.


f) Differentiation Using Op Amp
A operação de diferenciação também pode ser feita por amplificadores operacionais.

 

g) Integration Using Op Amp
Para a integração temos o termo usado acima.

 

h) Logarithimic Op Amp
Finalmente temos o amplificador logarítmico, onde o sinal de saída é o logaritmo do sinal de entrada.

Alguns termos usados com amplificadores operacionais:
Open-loop gain – ganho em “laço aberto” ou sem realimentação
Impedance – impedância
Supply Voltage Range – faixa de tensões de alimentação

 


CMRR
Common Mode Rejection Ratio (CMRR) ou Relação de Rejeição em Modo Comum é um termo muito importante quando se trabalha com amplificadores operacionais.

Um amplificador operacional amplifica as diferenças entre as tensões nas suas duas entradas (inversora e não inversora), conforme mostra a figura 1. Quando as duas entradas estão com a mesma tensão, a saída deve ser zero (diferença zero).

Se U1 = U2   >  Uout = 0


Na prática, entretanto, isso não ocorre e uma pequena tensão aparece na saída mesmo quando os sinais de entrada são iguais. Para especificar a capacidade do amplificador em rejeitar sinais na condição indicada sem amplificá-los existe o termo CMRR.

A especificação é feita em dB indicando com que intensidade os sinais de mesma intensidade são rejeitados.

O pequeno texto abaixo explica isso em inglês:

“The ability of the op amp to reject common mode signals is usually expressed in terms of common mode rejection ratio, which is the ratio of the op amps gain with differential signals to the op amp gain with common mode signals.”

Alguns Acrônimos
OA – Operational Amplifier
CMRR – Common Mode Rejection Ratio
BW – Band Width – Largura de Faixa
JFET – Junction – Field Effect Transistor – Transistor de Efeito de Campo de Junção

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